JP4404394B2

JP4404394B2 - Cooling system

Info

Publication number: JP4404394B2
Application number: JP32787298A
Authority: JP
Inventors: 勝美前川; 和哉今村
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: JP2000148261A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば業務用・家庭用冷蔵庫、低温ショーケース、プレハブ冷蔵庫、空気調和機、自動販売機などに使用されるスイッチングユニットを備えた冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種冷蔵庫や低温ショーケースなどにおいては、冷却装置を構成するコンプレッサ、凝縮器、冷却器などを内蔵し、或いは、コンプレッサ、凝縮器は別置きとし、このコンプレッサから吐出された冷媒を凝縮器にて凝縮し、減圧装置にて減圧した後、冷却器に供給して冷却効果を発揮させ、この冷却器にて冷却された冷気を冷却用ファンにて庫内に循環して所定の低温度に冷却している。
【０００３】
また、コンプレッサや凝縮器周辺には凝縮器用ファンが設置され、この凝縮器用ファンにて凝縮器やコンプレッサを空冷する構成とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような冷却貯蔵庫では庫内温度の制御、或いは、コンプレッサや凝縮器の保護などの各種用途に応じた温度センサーが取り付けられ、それらの数は機種によって異なる。また、ファンの数や結露防止用の防露ヒータなどの数も機種によって異なって来るため、それらを制御するスイッチを含む電気系の配線やこれらを制御する制御装置の構成も機種毎に異なってくる。
【０００５】
そのため、特に他機種少量生産される業務用の機器などにおいては、生産性が著しく低下しており、改善が望まれていた。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、部品共通化と配線の簡素化による著しい生産性の向上とコストの削減を図ることができるスイッチングユニットを備えた冷却装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却装置は、冷凍サイクルを構成する機器を備えたものであって、信号線に接続されたコントローラと、機器に対してそれぞれ設けられたスイッチングユニットとを備え、このスイッチングユニットは、信号線に接続された整流素子と、この整流素子の後段に接続されたコンデンサと、このコンデンサと整流素子の接続点に接続されたフォトダイオードと、機器の電源ラインに介設され、フォトダイオードによりＯＮ／ＯＦＦされるフォトスイッチと、フォトダイオードを制御するスイッチングチップとを備えると共に、このスイッチングチップは、フォトダイオードへの通電を制御するスイッチング手段と、自らのＩＤコードを保有した記憶手段と、信号線を介してコントローラとデータの授受を行う送受信手段と、この送受信手段からのデータに基づきスイッチング手段を制御する制御手段と、信号線が高電位となっている間に充電を行い、低電位となっている間は放電して各手段の電源を賄う蓄電素子とを備えているものである。
【０００８】
本発明によれば、スイッチングチップの制御手段は、信号線を介して送受信手段により受信したコントローラからのデータに基づき、スイッチング手段を制御してフォトダイオードによりフォトトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、機器の通電を制御するので、コントローラは支障無く機器の制御を実行することができる。
【０００９】
この場合、スイッチングチップを含むスイッチングユニット全体がデータの授受を行うための信号線からの電力によって動作すると共に、記憶手段には自らのＩＤコードを保有しているので、信号線にスイッチングユニットを接続するだけでコントローラはスイッチングユニットを識別でき、スイッチングユニットの配線は完了する。これにより、所謂プラグインによってスイッチングユニットを配線することが可能となり、著しい配線の簡素化を図ることが可能となる。また、スイッチングユニットの数などに係わらずコントローラ側には共通のソフトウエアを使用できるので、コントローラ側の部品の共通化によるコストの著しい削減を図ることも可能となるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例としての業務用の冷蔵庫１の概略断面図、図２は冷蔵庫１の電気系の配線図を示している。図１において、冷蔵庫１は前面に開口する断熱箱体２により本体５を構成されており、この断熱箱体２内に貯蔵室３が構成されている。この貯蔵室３の前面開口は扉４により開閉自在に閉塞されている。
【００１１】
また、貯蔵室３内には冷却装置の冷凍サイクルを構成する冷却器６とモータにて駆動される冷却ファン７が設置されている。また、断熱箱体２の開口縁には結露防止用の防露ヒータ８が配設されると共に、扉４の前面にはコントローラとしてのコントロールボックス９の操作パネル１１が取り付けられている。
【００１２】
一方、断熱箱体２の下側には機械室１２が形成されており、この機械室１２内には前記冷却器６と共に冷却装置の冷凍サイクルを構成するコンプレッサ１３、凝縮器１４、凝縮器用ファン１６などが設置されている。
【００１３】
前記コンプレッサ１３が運転されると、コンプレッサ１３から吐出された高温高圧の冷媒は凝縮器１４にて放熱して凝縮し、図示しない減圧装置にて減圧された後、冷却器６に供給される。冷却器６ではこの冷媒が蒸発することにより冷却作用を発揮し、その後低温のガス冷媒はコンプレッサ１３に再び帰還する。
【００１４】
冷却ファン７が運転されると、冷却器６で冷却された冷気は貯蔵室３内に循環され、これによって、貯蔵室３内は冷却される。また、凝縮器用ファン１６が運転されると、外気を凝縮器１４、コンプレッサ１３に通風するので、これらは空冷される。更に、防露ヒータ８に通電されると断熱箱体２の開口縁が加熱され、結露が防止されるものである。
【００１５】
次に、図２において２１は冷却貯蔵庫１の本体５内に配線されたAC電源線であり、２２はデータの授受を行うための信号線である。AC電源線２１と信号線２２には前記コントロールボックス９が接続されると共に、コンプレッサ１３の駆動基板２３、前記各ファン７、１６の電源基板２４及び前記防露ヒータ８の電源基板２６はAC電源線２１に接続される。
【００１６】
また、信号線２２にはチップ状の温度センサー２７と、前記駆動基板２３、電源基板２４、２６にそれぞれ取り付けられたチップ状のスイッチング素子（スイッチングチップ）２８・・がそれぞれコネクタを介して接続される。尚、電源基板２４にはスイッチング素子２８を一つ示しているが、実際には各ファン７、１６に対してそれぞれ設けられる。
【００１７】
尚、実施例ではこれら駆動基板２３と電源基板２４、２６が、コンプレッサ１３、各ファン７、１６及び防露ヒータ８と別体で構成されたものを示しているが、これら駆動基板２３と電源基板２４、２６を、それぞれのスイッチング素子２８と共に、コンプレッサ１３、各ファン７、１６及び防露ヒータ８にそれぞれ内蔵させた構成としても良い。
【００１８】
係る構成によれば、コンプレッサ１３やファン７、１６或いは防露ヒータ８に内蔵された各スイッチング素子２８を信号線２２のコネクタに接続するだけで配線が完了するかたちとなるため、組立・配線作業性が一段と向上する。
【００１９】
前記コントロールボックス９の構成を図３に示す。コントロールボックス９にはコントローラ（基板）３６が設けられている。このコントローラ３６は、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）３１、記憶手段としてのメモリ３２、Ｉ／Ｏインターフェース３３及び送受信手段としてのバスＩ／Ｏインターフェース３４などから構成されている。
【００２０】
また、コントロールボックス９にはＬＥＤなどから構成された表示器３７と、入力手段としてのスイッチ３８と、切換器３９など設けられており、前記表示器３７とスイッチ３８はＩ／Ｏインターフェース３３に接続されて前記操作パネル１１に配設されている。
【００２１】
また、前記バスＩ／Ｏインターフェース３４は前記切換器３９を介して信号線２２に接続され、信号線２２を介して前記温度センサー２７やスイッチング素子２８・・・とデータの授受を行う。
【００２２】
切換器３９は電話回線などの通信線４２を介して外部のパソコンＰなどに接続されており、コントローラ３６若しくはパソコンＰからの指示により、信号線２２に接続される信号系をバスＩ／Ｏインターフェース３４か通信線４２に切り換え、また、バスＩ／Ｏインターフェース３４と通信線４２との接続を制御するものである。
【００２３】
尚、コントローラ３６には前記温度センサー２７やスイッチング素子２８、パソコンＰなどとデータ通信を行うための所定の通信プロトコルや温度センサー２７やスイッチング素子２８を識別するためのソフトウエアが設定されているものとする。
【００２４】
次ぎに、前記温度センサー２７の構成を図４〜図６に示す。温度センサー２７は、センサー側制御手段としてのＣＰＵ４３と、記憶手段としてのメモリ４４と、送受信手段としてのＩ／Ｏインターフェース４６と、Ａ／Ｄ変換器４７と、このＡ／Ｄ変換器４７に接続された温度検出素子としてのセンサ部４８と、蓄電素子としてのコンデンサ４９と、整流素子としてのダイオード５１などから構成されている。
【００２５】
この場合、コンデンサ４９はダイオード５１の出力側に接続され、このダイオード５１とコンデンサ４９との接続点に各素子が接続されている。信号線２２には例えば＋５Ｖの電位（高電位）が印加されており、データはこの高電位から例えば０Ｖの低電位に下がるパルスにて構成される。
【００２６】
そして、温度センサー２７が信号線２２に接続されると、データを構成する高電位と低電位のパルス信号が高電位となっている間はそのまま各素子に給電が成され、コンデンサ４９にも充電される。そして、低電位となっている間はコンデンサ４９から放電され、各素子の電源が賄われる構成とされている。
【００２７】
尚、温度センサー２７にはＶｃｃ（ＤＣ＋５Ｖ）電源端子４５も設けられ、ダイオード５１とコンデンサ４９との接続点に接続されており、温度センサー２７は、このＶｃｃ電源端子４５を電源線に接続すれば、各素子は電源線からの給電によっても動作することができるように構成されている。即ち、その場合にはコンデンサ４９に充填すること無く、各素子は動作するようになるので、検査時などの温度センサー２７を迅速に動作させたい場合に利便性が向上する。
【００２８】
また、ＣＰＵ４３はセンサ部４８が検出する温度データをＡ／Ｄ変換器４７を介して取り込み、一旦メモり４４に書き込む。そして、Ｉ／Ｏインターフェース４６により、信号線２２を介してコントローラ３６からポーリングされると、メモリ４４に書き込まれた温度データをＩ／Ｏインターフェース４６により信号線２２を介してコントローラ３６に送信する。
【００２９】
ここで、メモリ４４には温度センサー２７自体のＩＤコードやセンサーである旨の識別データ、警報温度などの設定値データ及びコントローラ３６との間のデータ通信を行うためのプロトコルなどが記憶されている。また、温度センサー２７において故障が生じている場合には当該故障データもメモリ４４に書き込まれ、コントローラ３６に送信される。
【００３０】
係る温度センサー２７は図５に示される如く幅５ｍｍ程の基板５２に取り付けられ、更に、ケース５３内に収納された後、樹脂５４にてモールドされている。このとき、基板５２の表面はプライマ処理されており、樹脂５４との密着性・防水性は向上されている。尚、５６は基板５２から引き出されたリード線であり、これの表面もプライマ処理されている。また、５７は信号線２２と接続するためのコネクタである。
【００３１】
一方、前記スイッチング素子２８の構成を図７に示す。スイッチング素子２８は、スイッチング素子側制御手段としてのＣＰＵ５８と、記憶手段としてのメモリ５９と、送受信手段としてのＩ／Ｏインターフェース６１と、ドライバとしてのＩ／Ｏインターフェース６２と、このＩ／Ｏインターフェース６２に接続されたスイッチング手段としてのトランジスタ６３と、蓄電素子としてのコンデンサ６４と、整流素子としてのダイオード６６などから構成されている。
【００３２】
この場合、コンデンサ６４はダイオード６６の出力側に接続され、このダイオード６６とコンデンサ６４との接続点に各素子が接続されている。スイッチング素子２８が信号線２２に接続されると、前述の如くデータを構成する高電位と低電位のパルス信号が高電位となっている間はそのまま各素子に給電が成され、コンデンサ６４にも充電される。そして、低電位となっている間はコンデンサ６４から放電され、各素子の電源が賄われる構成とされている。
【００３３】
尚、スイッチング素子２８にも図７に破線で示す如く、ダイオード６６とコンデンサ６４との接続点に接続されたＶｃｃ（ＤＣ＋５Ｖ）電源端子６５を設け、このＶｃｃ電源端子６５を電源線に接続すれば、スイッチング素子２８の各素子は電源線からの給電によっても動作することができるようになる。即ち、その場合にはコンデンサ６４に充填すること無く、各素子は動作するようになるので、検査時などのスイッチング素子２８を迅速に動作させたい場合に利便性が向上する。
【００３４】
また、ＣＰＵ５８はＩ／Ｏインターフェース６１により、信号線２２を介してコントローラ３６からＯＮ／ＯＦＦデータが送信されると、このＯＮ／ＯＦＦデータに基づき、Ｉ／Ｏインターフェース６２によりトランジスタ６３をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３５】
ここで、メモリ５９にはスイッチング素子２８自体のＩＤコードやスイッチング素子である旨の識別データ及びコントローラ３６との間のデータ通信を行うためのプロトコルなどが記憶されている。また、スイッチング素子２８において故障が生じている場合には当該データもメモリ５９に書き込まれ、コントローラ３６に送信される。
【００３６】
係るスイッチング素子２８は各駆動基板２３、電源基板２４、２６上において図８の如く配線されてスイッチングユニット６８を構成する。即ち、６９はフォトダイオード６９Ａとフォトスイッチとしてのフォトトライアック６９Ｂから成るフォトカプラであり、７１は抵抗、７２は整流素子としてのダイオード、７３は蓄電素子としてのコンデンサ７４である。
【００３７】
この場合、コンデンサ７４はダイオード７２の出力側に接続され、このダイオード７２とコンデンサ７４との接続点とスイッチング素子２８のトランジスタ６３のコレクタ端子（図７にＳ２で示す）間に抵抗７１とフォトダイオード６９Ａが直列に接続される。また、スイッチング素子２８の端子Ｓ１（図７）はダイオード７２の手前に接続される。そして、フォトトライアック６９ＢはAC電源線２１とコンプレッサ１３、ファン７、１５、防露ヒータ８間にそれぞれ介設される。
【００３８】
ダイオード７２が信号線２２に接続されると、データを構成する高電位と低電位のパルス信号が高電位となっている間はそのまま抵抗７１を介してフォトダイオード６９Ａに給電が成され、コンデンサ７４にも充電される。そして、低電位となっている間はコンデンサ７４から放電されて、フォトダイオード６９Ａの電源を賄う構成とされている。
【００３９】
尚、同様にダイオード７２とコンデンサ７４の接続点にＶｃｃ電源端子６０を接続し、このＶｃｃ電源端子６０を電源線に接続すれば、フォトダイオード６９Ａは電源線からの給電によっても動作することができるようになる。即ち、その場合にはコンデンサ７４に充填すること無く、各素子は動作するようになるので、検査時などに迅速に動作させたい場合に利便性が向上する。
【００４０】
以上の構成で、動作を説明する。尚、この場合、切換器３９はバスＩ／Ｏインターフェース３４を信号線２２に接続しているものとする。先ず、冷蔵庫１の組立完了時の動作を説明する。各温度センサー２７やスイッチング素子２８・・が信号線２２に接続されたものとすると、コントローラ３６のＣＰＵ３１は先ず信号線２２への各素子（温度センサー２７、スイッチング素子２８）の接続状況をスキャンする。
【００４１】
温度センサー２７やスイッチング素子２８のＣＰＵ４３、５８はコントローラ３６からのポーリングに対してメモリ４４、５９に記憶されている自らのＩＤコードを返信する。コントローラ３６のＣＰＵ３１は返信されたＩＤコードにより、温度センサー２７とスイッチング素子２８・・の接続状況を識別し、メモリ３２に保有すると共に、以後はこのＩＤコードを用いて各素子に対してデータを送信することになる。
【００４２】
次ぎに、実際の制御動作を説明する。コントローラ３６のＣＰＵ３１は温度センサー２７に所定の周期でポーリングを行う。このポーリングは前述のＩＤコードに基づいて行われる。温度センサー２７のＣＰＵ４３はこのポーリングに応えて前述の如く温度データをコントローラ３６に送信する。コントローラ３６のＣＰＵ３１は受け取った温度データを一旦メモり３２に書き込み、当該温度データと設定温度とを比較してＯＮ／ＯＦＦデータを、駆動基板２３のスイッチング素子２８のＩＤコードと共に信号線２２に送信する。
【００４３】
駆動基板２３のスイッチング素子２８のＣＰＵ５８は自らのＩＤコードのＯＮ／ＯＦＦデータを受信すると、それに基づいて前述の如くトランジスタ６３をＯＮ／ＯＦＦする。このトランジスタ６３のＯＮ／ＯＦＦにより、フォトダイオード６９ＡがＯＮ（発光）／ＯＦＦ（消灯）し、それによって、フォトトライアック６９ＢがＯＮ／ＯＦＦされ、これによって、コンプレッサ１３が起動／停止される。
【００４４】
尚、各ファン７、１５及び防露ヒータ８は連続通電であるので、その旨のＯＮ／ＯＦＦデータが、各電源基板２４、２６のスイッチング素子２８のＩＤコードに基づいて送信される。そして、各スイッチング素子２８は当該ＯＮ／ＯＦＦデータに基づいて各ファン７、１５若しくは防露ヒータ８を運転若しくは通電するものである。
【００４５】
尚、図９はスイッチングユニット６８の他の回路例を示している。尚、図中図８と同一符号は同一のものとする。この場合、７６はフォトダイオード７６Ａとフォトスイッチを構成するフォトトランジスタ７６Ｂから成るフォトカプラである。そして、ダイオード７２とコンデンサ７４との接続点とスイッチング素子２８のトランジスタ６３のコレクタ端子（図７にＳ２で示す）間に抵抗７１とフォトダイオード７６Ａが直列に接続される。
【００４６】
一方、AC電源線２１とコンプレッサ１３、ファン７、１５、防露ヒータ８間にはそれぞれトライアック８３が介設されており、このトライアック８３の両端間にはダイオードブリッジから成る全波整流回路８１の入力側（上下）とコンデンサ８２の直列回路が並列に接続されている。そして、この整流回路８１とコンデンサ８２の接続点がトライアック８３のゲートに接続されている。
【００４７】
また、整流回路８１の出力側（左右）には抵抗７８とトランジスタ７９の直列回路が接続され、更に、この直列回路には抵抗７７と前記フォトトランジスタ７６Ｂの直列回路が並列に接続されている。また、フォトトランジスタ７６Ｂのコレクタはトランジスタ７９のベースに接続されている。
【００４８】
以上の構成で、駆動基板２３のスイッチング素子２８のＣＰＵ５８は自らのＩＤコードのＯＮ／ＯＦＦデータを受信すると、それに基づいて前述の如くトランジスタ６３をＯＮ／ＯＦＦする。このトランジスタ６３のＯＮ／ＯＦＦにより、フォトダイオード７６ＡがＯＮ（発光）／ＯＦＦ（消灯）し、それによって、フォトトランジスタ７６ＢがＯＮ／ＯＦＦされる。
【００４９】
トランジスタ６３がＯＮし、フォトダイオード７６ＡがＯＮしてフォトトランジスタ７６ＢがＯＮされると、トランジスタ７９がＯＦＦし、トライアック８３もＯＦＦする。従って、この状態ではコンプレッサ１３は停止である。そして、トランジスタ６３がＯＦＦし、フォトダイオード７６ＡがＯＦＦしてフォトトランジスタ７６ＢがＯＦＦされると、トランジスタ７９がＯＮし、トライアック８３もＯＮする。これによって、コンプレッサ１３が起動されるものである。即ち、この場合スイッチング素子２８のトランジスタ６３のＯＮ／ＯＦＦ動作とコンプレッサ１３の起動／停止は図８の回路とは逆になる。
【００５０】
ここで、温度センサー２７や各スイッチング素子２８・・に故障が発生していると、当該故障データは各素子のＣＰＵからコントローラ３６に送信される。コントローラ３６のＣＰＵ３１は係る故障データを受け取ると、表示器３７に当該温度センサー２７或いはスイッチング素子２８・・に故障が生じている旨、表示する。更に、切換器３９によりバスＩ／Ｏインターフェース３４を通信線４２に接続してパソコンＰにその旨警報する。
【００５１】
更に、コントローラ３６のＣＰＵ３１が故障した場合、自動的に或いはパソコンＰからの指示によって切換器３９により信号線２２を通信線４２に接続する。これにより、各温度センサー２７とスイッチング素子２８・・とのデータの授受・制御は、以後パソコンＰに取って変わり、パソコンＰからの制御によって各機器が制御されるようになる。
【００５２】
尚、パソコンＰには複数台の冷蔵庫１・・が通信線４２を介して接続されており、前述の如き故障により、或いは、パソコンＰからの指示で制御をパソコンＰが取って変わった場合には、各冷蔵庫１・・の運転をパソコンＰにて集中制御することができる。即ち、その場合には例えば各冷蔵庫１・・のコンプレッサ１３の起動タイミングをずらして消費電力の平準化を行うなどの制御も可能となる。
【００５３】
また、実施例では業務用冷蔵庫にて本発明を説明したが、それに限らず、家庭用冷蔵庫や低温ショーケース、プレハブ冷蔵庫、空気調和機、自動販売機などの各種電気機器、或いは、自動車、家屋におけるホームオートメーション・警備システムなどにも本発明は有効である。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、スイッチングチップの制御手段は、信号線を介して送受信手段により受信した外部のコントローラからのデータに基づき、スイッチング手段を制御してフォトダイオードによりフォトトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることにより、機器の通電を制御するので、外部のコントローラは支障無く機器の制御を実行することができる。
【００５５】
この場合、スイッチングチップを含むスイッチングユニット全体がデータの授受を行うための信号線からの電力によって動作すると共に、記憶手段には自らのＩＤコードを保有しているので、信号線にスイッチングユニットを接続するだけでコントローラはスイッチングユニットを識別でき、スイッチングユニットの配線は完了する。これにより、所謂プラグインによってスイッチングユニットを配線することが可能となり、著しい配線の簡素化を図ることが可能となる。また、スイッチングユニットの数などに係わらずコントローラ側には共通のソフトウエアを使用できるので、コントローラ側の部品の共通化によるコストの著しい削減を図ることも可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したの実施例の業務用冷蔵庫の概略断面図である。
【図２】図１の冷蔵庫の電気系の配線図である。
【図３】コントロールボックスの電気回路のブロック図である。
【図４】温度センサーの電気回路のブロック図である。
【図５】温度センサーの斜視図である。
【図６】温度センサーをモールドした状態の平面図である。
【図７】スイッチング素子の電気回路のブロック図である。
【図８】スイッチング素子を用いたスイッチングユニットの電気回路図である。
【図９】スイッチング素子を用いた他の実施例のスイッチングユニットの電気回路図である。
【符号の説明】
１冷蔵庫
６冷却器
７冷却ファン
８防露ヒータ
９コントロールボックス
１３コンプレッサ
１４凝縮器
１６凝縮器用ファン
２２信号線
２７温度センサー
２８スイッチング素子
３１、４３、５８ＣＰＵ
３２、４４、５９メモリ
４６、６１Ｉ／Ｏインターフェース
４８センサ部
４９、６４、７４コンデンサ
５１、６６、７２ダイオード
６３トランジスタ
６８スイッチングユニット
６９、７６フォトカプラ
６９Ａ、７６Ａフォトダイオード
６９Ｂフォトトライアック
７６Ｂフォトトランジスタ
８１全波整流回路
８３トライアック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device including a switching unit used in, for example, commercial and household refrigerators, low-temperature showcases, prefabricated refrigerators, air conditioners, vending machines, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such refrigerators and low-temperature showcases have built-in compressors, condensers, and coolers that constitute the cooling device, or separate compressors and condensers to condense the refrigerant discharged from these compressors. After condensing in a cooler and decompressing with a decompression device, it is supplied to a cooler to exert a cooling effect, and the cool air cooled by this cooler is circulated in the cabinet with a cooling fan, and a predetermined low Cooling to temperature.
[0003]
Further, a condenser fan is installed around the compressor and the condenser, and the condenser and the compressor are air-cooled by the condenser fan.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a cooling storage, temperature sensors corresponding to various uses such as control of the internal temperature or protection of a compressor and a condenser are attached, and the number thereof varies depending on the model. Also, since the number of fans and the number of dew-proof heaters for preventing condensation vary depending on the model, the wiring of the electrical system including the switch that controls them and the configuration of the control device that controls these also differ for each model. come.
[0005]
For this reason, productivity has been remarkably reduced, especially in commercial equipment that is produced in small quantities of other models, and improvement has been desired.
[0006]
The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and includes a switching unit capable of significantly improving productivity and reducing costs by sharing parts and simplifying wiring . A cooling device is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The cooling device of the present invention includes equipment constituting a refrigeration cycle, and includes a controller connected to a signal line and a switching unit provided for each of the equipment. A rectifier connected to the line, a capacitor connected to the subsequent stage of the rectifier, a photodiode connected to the connection point of the capacitor and the rectifier, and a power supply line of the device. and photo switch that is / OFF, Rutotomoni a switching chip for controlling the photodiode, the switching chip, a switching means for controlling the energization of the photodiode, and storage means for carrying the own ID code, signal and receiving means for transferring data from the controller via line, the transceiver hands Control means for controlling the switching means on the basis of the data from the storage device, and a storage element that charges while the signal line is at high potential and discharges while the signal line is at low potential to cover the power source of each means. It is what it has.
[0008]
According to the present invention, the control means of the switching chip controls the switching means based on the data received from the controller via the signal line and turns the phototransistor on / off by the photodiode, thereby Therefore, the controller can control the device without any trouble.
[0009]
In this case, the entire switching unit including the switching chip is operated by the power from the signal line for transmitting and receiving data, and since the storage means has its own ID code, the switching unit is connected to the signal line. By doing so, the controller can identify the switching unit, and the wiring of the switching unit is completed. As a result, the switching unit can be wired by so-called plug-in, and the wiring can be significantly simplified. In addition, since common software can be used on the controller side regardless of the number of switching units, etc., the cost can be significantly reduced by sharing the parts on the controller side.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a commercial refrigerator 1 as an embodiment to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a wiring diagram of an electric system of the refrigerator 1. In FIG. 1, a refrigerator 1 has a main body 5 constituted by a heat insulating box 2 that opens to the front, and a storage chamber 3 is formed in the heat insulating box 2. The front opening of the storage chamber 3 is closed by a door 4 so as to be freely opened and closed.
[0011]
In the storage chamber 3, a cooler 6 constituting a refrigeration cycle of the cooling device and a cooling fan 7 driven by a motor are installed. Further, the opening edge of the insulating box body 2 together with the anti-condensation heater 8 for preventing condensation is provided, on the front of the door 4 has an operation panel 11 of the control box 9 as a controller is mounted.
[0012]
On the other hand, a machine room 12 is formed on the lower side of the heat insulation box 2, and a compressor 13, a condenser 14, and a condenser fan that constitute a refrigeration cycle of a cooling device together with the cooler 6 in the machine room 12. 16 etc. are installed.
[0013]
When the compressor 13 is operated, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 13 dissipates heat and condenses in the condenser 14, and is decompressed by a decompression device (not shown) and then supplied to the cooler 6. In the cooler 6, the refrigerant evaporates to exhibit a cooling action, and then the low-temperature gas refrigerant returns to the compressor 13 again.
[0014]
When the cooling fan 7 is operated, the cold air cooled by the cooler 6 is circulated in the storage chamber 3, thereby cooling the storage chamber 3. Further, when the condenser fan 16 is operated, the outside air is ventilated through the condenser 14 and the compressor 13, so that they are air-cooled. Further, when the dew proof heater 8 is energized, the opening edge of the heat insulating box 2 is heated to prevent dew condensation.
[0015]
Next, in FIG. 2, 21 is an AC power line wired in the main body 5 of the cooling storage 1, and 22 is a signal line for transferring data. The control box 9 is connected to the AC power supply line 21 and the signal line 22, and the drive board 23 of the compressor 13, the power supply board 24 of each of the fans 7 and 16, and the power supply board 26 of the dew proof heater 8 are supplied with AC power. Connected to line 21.
[0016]
Further, a chip-shaped temperature sensor 27 and chip-shaped switching elements (switching chips) 28 attached to the drive board 23 and the power supply boards 24 and 26 are connected to the signal line 22 via connectors, respectively. The Although one switching element 28 is shown on the power supply substrate 24, it is actually provided for each of the fans 7 and 16.
[0017]
In the embodiment, the drive board 23 and the power supply boards 24 and 26 are configured separately from the compressor 13, the fans 7 and 16, and the dew proof heater 8. The board | substrates 24 and 26 are good also as a structure incorporated in the compressor 13, each fan 7,16, and the dew-proof heater 8 with each switching element 28, respectively.
[0018]
According to such a configuration, wiring can be completed simply by connecting each switching element 28 built in the compressor 13, the fans 7, 16 or the dew proof heater 8 to the connector of the signal line 22. The characteristics are further improved.
[0019]
The configuration of the control box 9 is shown in FIG. The control box 9 is provided with a controller (substrate) 36. The controller 36 includes a CPU (microcomputer) 31, a memory 32 as storage means, an I / O interface 33, a bus I / O interface 34 as transmission / reception means, and the like.
[0020]
The control box 9 is provided with a display 37 composed of LEDs and the like, a switch 38 as an input means, a switch 39 and the like. The display 37 and the switch 38 are connected to the I / O interface 33. The operation panel 11 is arranged.
[0021]
The bus I / O interface 34 is connected to the signal line 22 via the switching device 39, and exchanges data with the temperature sensor 27 and the switching elements 28... Via the signal line 22.
[0022]
The switch 39 is connected to an external personal computer P or the like via a communication line 42 such as a telephone line, and the signal system connected to the signal line 22 is changed to a bus I / O interface by an instruction from the controller 36 or the personal computer P. 34 is switched to the communication line 42, and the connection between the bus I / O interface 34 and the communication line 42 is controlled.
[0023]
The controller 36 is set with a predetermined communication protocol for performing data communication with the temperature sensor 27, the switching element 28, the personal computer P and the like, and software for identifying the temperature sensor 27 and the switching element 28. And
[0024]
Next, the structure of the temperature sensor 27 is shown in FIGS. The temperature sensor 27 is connected to the CPU 43 as the sensor side control means, the memory 44 as the storage means, the I / O interface 46 as the transmission / reception means, the A / D converter 47, and the A / D converter 47. The sensor unit 48 as a temperature detecting element, the capacitor 49 as a power storage element, the diode 51 as a rectifying element, and the like.
[0025]
In this case, the capacitor 49 is connected to the output side of the diode 51, and each element is connected to the connection point between the diode 51 and the capacitor 49. For example, a potential (high potential) of +5 V is applied to the signal line 22, and data is constituted by a pulse that drops from this high potential to a low potential of 0 V, for example.
[0026]
When the temperature sensor 27 is connected to the signal line 22, each element is supplied with power while the high potential and low potential pulse signals constituting the data are at a high potential, and the capacitor 49 is also charged. Is done. The capacitor 49 is discharged while the potential is low, and the power supply of each element is covered.
[0027]
The temperature sensor 27 is also provided with a Vcc (DC + 5V) power supply terminal 45, which is connected to a connection point between the diode 51 and the capacitor 49. If the temperature sensor 27 is connected to the power supply line, the temperature sensor 27 is connected to the power supply line. Each element is configured to be able to operate even by power feeding from a power line. That is, in this case, each element operates without being filled in the capacitor 49, so that convenience is improved when the temperature sensor 27 is to be operated quickly during inspection or the like.
[0028]
Further, the CPU 43 takes in the temperature data detected by the sensor unit 48 via the A / D converter 47 and temporarily writes it in the memory 44. When the I / O interface 46 polls the controller 36 via the signal line 22, the temperature data written in the memory 44 is transmitted to the controller 36 via the signal line 22 via the I / O interface 46.
[0029]
Here, the memory 44 stores an ID code of the temperature sensor 27 itself, identification data indicating that the sensor is a sensor, set value data such as an alarm temperature, a protocol for performing data communication with the controller 36, and the like. . Further, when a failure occurs in the temperature sensor 27, the failure data is also written in the memory 44 and transmitted to the controller 36.
[0030]
The temperature sensor 27 is attached to a substrate 52 having a width of about 5 mm as shown in FIG. 5, and further housed in a case 53 and then molded with a resin 54. At this time, the surface of the substrate 52 is subjected to a primer treatment, and the adhesion and waterproofness with the resin 54 are improved. Reference numeral 56 denotes a lead wire drawn out from the substrate 52, and the surface thereof is also primed. Reference numeral 57 denotes a connector for connecting to the signal line 22.
[0031]
On the other hand, the configuration of the switching element 28 is shown in FIG. The switching element 28 includes a CPU 58 as a switching element side control unit, a memory 59 as a storage unit, an I / O interface 61 as a transmission / reception unit, an I / O interface 62 as a driver, and the I / O interface 62. The transistor 63 as a switching means, the capacitor 64 as a power storage element, the diode 66 as a rectifying element, and the like are connected.
[0032]
In this case, the capacitor 64 is connected to the output side of the diode 66, and each element is connected to a connection point between the diode 66 and the capacitor 64. When the switching element 28 is connected to the signal line 22, power is supplied to each element as long as the high potential and low potential pulse signals constituting the data are at the high potential as described above, and the capacitor 64 is also supplied. Charged. The capacitor 64 is discharged while the potential is low, and the power supply of each element is covered.
[0033]
The switching element 28 is also provided with a Vcc (DC + 5V) power supply terminal 65 connected to the connection point between the diode 66 and the capacitor 64 as shown by a broken line in FIG. 7, and this Vcc power supply terminal 65 is connected to the power supply line. Each element of the switching element 28 can be operated by power feeding from the power supply line. In other words, in this case, each element operates without being filled in the capacitor 64. Therefore, convenience is improved when the switching element 28 is to be operated quickly at the time of inspection or the like.
[0034]
Further, when ON / OFF data is transmitted from the controller 36 via the signal line 22 by the I / O interface 61, the CPU 58 turns on / off the transistor 63 by the I / O interface 62 based on this ON / OFF data. To do.
[0035]
Here, the memory 59 stores an ID code of the switching element 28 itself, identification data indicating that it is a switching element , a protocol for performing data communication with the controller 36, and the like. In addition, when a failure occurs in the switching element 28, the data is also written in the memory 59 and transmitted to the controller 36.
[0036]
Such a switching element 28 is wired as shown in FIG. 8 on each drive substrate 23 and power supply substrate 24, 26 to constitute a switching unit 68. That is, 69 is a photocoupler comprising a photodiode 69A and a phototriac 69B as a photoswitch, 71 is a resistor, 72 is a diode as a rectifier, and 73 is a capacitor 74 as a storage element.
[0037]
In this case, the capacitor 74 is connected to the output side of the diode 72, and the resistor 71 and the photodiode are connected between the connection point of the diode 72 and the capacitor 74 and the collector terminal of the transistor 63 of the switching element 28 (indicated by S2 in FIG. 7). 69A is connected in series. The terminal S1 (FIG. 7) of the switching element 28 is connected before the diode 72. The phototriac 69B is interposed between the AC power line 21, the compressor 13, the fans 7, 15 and the dew proof heater 8.
[0038]
When the diode 72 is connected to the signal line 22, power is supplied to the photodiode 69 </ b> A through the resistor 71 as it is while the high potential and low potential pulse signals constituting the data are at high potential, and the capacitor 74. Also charged. Then, the capacitor 74 is discharged while being at a low potential to cover the power source of the photodiode 69A.
[0039]
Similarly, if the Vcc power supply terminal 60 is connected to the connection point between the diode 72 and the capacitor 74, and the Vcc power supply terminal 60 is connected to the power supply line, the photodiode 69A can be operated by power supply from the power supply line. It becomes like this. That is, in this case, each element operates without being filled in the capacitor 74, so that convenience is improved when it is desired to operate quickly at the time of inspection or the like.
[0040]
The operation will be described with the above configuration. In this case, it is assumed that the switch 39 connects the bus I / O interface 34 to the signal line 22. First, the operation when the assembly of the refrigerator 1 is completed will be described. Assuming that each temperature sensor 27 and switching element 28... Are connected to the signal line 22, the CPU 31 of the controller 36 first scans the connection status of each element (temperature sensor 27, switching element 28) to the signal line 22. .
[0041]
The CPUs 43 and 58 of the temperature sensor 27 and the switching element 28 return their ID codes stored in the memories 44 and 59 in response to polling from the controller 36. The CPU 31 of the controller 36 identifies the connection state between the temperature sensor 27 and the switching element 28... By the returned ID code and holds it in the memory 32. Thereafter, the ID code is used to store data for each element. Will be sent.
[0042]
Next, the actual control operation will be described. The CPU 31 of the controller 36 polls the temperature sensor 27 at a predetermined cycle. This polling is performed based on the aforementioned ID code. In response to this polling, the CPU 43 of the temperature sensor 27 transmits the temperature data to the controller 36 as described above. The CPU 31 of the controller 36 temporarily writes the received temperature data in the memory 32, compares the temperature data with the set temperature, and transmits ON / OFF data to the signal line 22 together with the ID code of the switching element 28 of the drive board 23. To do.
[0043]
When the CPU 58 of the switching element 28 of the driving substrate 23 receives the ON / OFF data of its own ID code, the transistor 63 is turned ON / OFF based on the received data as described above. By turning on / off the transistor 63, the photodiode 69A is turned ON (light emission) / OFF (light extinction), whereby the phototriac 69B is turned ON / OFF, whereby the compressor 13 is started / stopped.
[0044]
Since the fans 7 and 15 and the dew proof heater 8 are continuously energized, ON / OFF data to that effect is transmitted based on the ID codes of the switching elements 28 of the power supply boards 24 and 26. Each switching element 28 operates or energizes each of the fans 7 and 15 or the dew proof heater 8 based on the ON / OFF data.
[0045]
FIG. 9 shows another circuit example of the switching unit 68. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 8 are the same. In this case, 76 is a photocoupler comprising a photodiode 76A and a phototransistor 76B constituting a photoswitch. A resistor 71 and a photodiode 76A are connected in series between a connection point between the diode 72 and the capacitor 74 and a collector terminal (indicated by S2 in FIG. 7) of the transistor 63 of the switching element 28.
[0046]
On the other hand, a triac 83 is interposed between the AC power line 21 and the compressor 13, the fans 7 and 15, and the dew proof heater 8, and a full-wave rectifier circuit 81 composed of a diode bridge is provided between both ends of the triac 83. A series circuit of the input side (upper and lower) and the capacitor 82 is connected in parallel. The connection point between the rectifier circuit 81 and the capacitor 82 is connected to the gate of the triac 83.
[0047]
Further, a series circuit of a resistor 78 and a transistor 79 is connected to the output side (left and right) of the rectifier circuit 81. Further, a series circuit of a resistor 77 and the phototransistor 76B is connected in parallel to this series circuit. The collector of the phototransistor 76B is connected to the base of the transistor 79.
[0048]
With the above configuration, when the CPU 58 of the switching element 28 of the drive substrate 23 receives ON / OFF data of its own ID code, it turns ON / OFF the transistor 63 as described above. By turning ON / OFF the transistor 63, the photodiode 76A is turned ON (light emission) / OFF (light extinction), whereby the phototransistor 76B is turned ON / OFF.
[0049]
When the transistor 63 is turned on, the photodiode 76A is turned on, and the phototransistor 76B is turned on, the transistor 79 is turned off and the triac 83 is also turned off. Therefore, the compressor 13 is stopped in this state. When the transistor 63 is turned off, the photodiode 76A is turned off, and the phototransistor 76B is turned off, the transistor 79 is turned on and the triac 83 is also turned on. As a result, the compressor 13 is started. That is, in this case, the ON / OFF operation of the transistor 63 of the switching element 28 and the start / stop of the compressor 13 are opposite to the circuit of FIG.
[0050]
Here, if a failure occurs in the temperature sensor 27 or each switching element 28..., The failure data is transmitted from the CPU of each element to the controller 36. When receiving the failure data, the CPU 31 of the controller 36 displays on the display 37 that a failure has occurred in the temperature sensor 27 or the switching element 28. Further, the switch 39 connects the bus I / O interface 34 to the communication line 42 and alerts the personal computer P to that effect.
[0051]
Further, when the CPU 31 of the controller 36 fails, the signal line 22 is connected to the communication line 42 by the switch 39 automatically or in accordance with an instruction from the personal computer P. As a result, data transmission / reception and control between each temperature sensor 27 and the switching elements 28... Is replaced by the personal computer P, and each device is controlled by the control from the personal computer P.
[0052]
Note that a plurality of refrigerators 1 are connected to the personal computer P via the communication line 42, and when the personal computer P changes control due to the above-described failure or in response to an instruction from the personal computer P. Can centrally control the operation of each refrigerator 1. That is, in that case, for example, it is possible to perform control such as leveling power consumption by shifting the start timing of the compressor 13 of each refrigerator 1.
[0053]
In the embodiments, the present invention has been described with a commercial refrigerator. However, the present invention is not limited to this, and various electric devices such as a household refrigerator, a low-temperature showcase, a prefabricated refrigerator, an air conditioner, and a vending machine, an automobile, and a house. The present invention is also effective for home automation / security systems.
[0054]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the control means of the switching chip controls the switching means based on the data from the external controller received by the transmission / reception means via the signal line, and turns on the phototransistor by the photodiode. Since the power supply of the device is controlled by turning off / off, the external controller can control the device without any trouble.
[0055]
In this case, the entire switching unit including the switching chip is operated by the power from the signal line for transmitting and receiving data, and since the storage means has its own ID code, the switching unit is connected to the signal line. By doing so, the controller can identify the switching unit, and the wiring of the switching unit is completed. As a result, the switching unit can be wired by so-called plug-in, and the wiring can be significantly simplified. In addition, since common software can be used on the controller side regardless of the number of switching units, etc., the cost can be significantly reduced by sharing the parts on the controller side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a commercial refrigerator according to an embodiment to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a wiring diagram of an electric system of the refrigerator in FIG.
FIG. 3 is a block diagram of an electric circuit of a control box.
FIG. 4 is a block diagram of an electric circuit of a temperature sensor.
FIG. 5 is a perspective view of a temperature sensor.
FIG. 6 is a plan view of a state in which a temperature sensor is molded.
FIG. 7 is a block diagram of an electric circuit of a switching element.
FIG. 8 is an electric circuit diagram of a switching unit using a switching element.
FIG. 9 is an electric circuit diagram of a switching unit of another embodiment using a switching element.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator 6 Cooler 7 Cooling fan 8 Dew-proof heater 9 Control box 13 Compressor 14 Condenser 16 Condenser fan 22 Signal line 27 Temperature sensor 28 Switching element 31, 43, 58 CPU
32, 44, 59 Memory 46, 61 I / O interface 48 Sensor unit 49, 64, 74 Capacitor 51, 66, 72 Diode 63 Transistor 68 Switching unit 69, 76 Photocoupler 69A, 76A Photodiode 69B Phototriac 76B Phototransistor 81 Full-wave rectifier circuit 83 Triac

Claims

In a cooling device equipped with equipment constituting a refrigeration cycle,
A controller connected to the signal line, and a switching unit provided for each of the devices,
The switching unit includes a rectifying element connected to the signal line, a capacitor connected to the subsequent stage of the rectifying element, a photodiode connected to a connection point of the capacitor and the rectifying element, and a power supply line of the device. is interposed, comprising: a photo switch which is ON / OFF by the photodiode, and a switching chip for controlling the photodiode Rutotomoni,
The switching chip includes a switching means for controlling energization to the photodiode, a storage means having its own ID code, a transmission / reception means for exchanging data with the controller via the signal line, and the transmission / reception means. A control means for controlling the switching means based on the data from the battery, and a power storage that charges while the signal line is at a high potential and discharges while the signal line is at a low potential to cover the power source of each means. And a cooling device .